[實用新型]一種等離子體氧化輔助磨削裝置

有效

• 申請號: 201721495517.8
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN207888328U
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 吳勇波;李偲偲
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B19/14;C25D11/26
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 謝岳鵬

本實用新型涉及精密加工領域，公開了一種等離子體氧化輔助磨削裝置，包括刀具、刀具驅動裝置、等離子體電源與電解液供給裝置，刀具驅動裝置包括一可繞自身軸心主動旋轉的驅動軸，驅動軸與刀具連接，等離子體電源用于向待加工的工件輸入等離子體電流，電解液供給裝置用于向工件的待加工表面供給電解液。本實用新型可在工件表面生成低硬度的氧化層，因此可以實現氧化層的快速去除，相比于直接磨削鈦合金而言，其材料去除速度得到了極大的提升；同時，氧化層的摩擦系數遠低于鈦合金，且與刀具材料的親合力較弱，切屑不易粘結在刀具表面上，故可以有效地減少刀具的磨損，有助于延長刀具的使用壽命。

技術領域

本實用新型涉及精密加工領域，尤其是涉及一種應用等離子體氧化技術的磨削裝置。

背景技術

由于鈦合金具有密度低、抗腐蝕性強等優點，因此廣泛用于生產對精度要求較高的零件與結構，比如渦輪發動機葉片上的冷卻孔、液壓元件的阻尼孔、發動機噴油嘴針閥偶件等。尤其是航空發動機渦輪葉片上的冷卻孔，由于其直徑小、深徑比大，因此加工難度極大。

鈦合金的加工方法包括傳統機械加工、電加工及其他特種加工方法。其中，機械加工包括車削、鉆削、銑削、攻絲、磨削等。由于鈦合金彈性模量小，鈦合金鉆孔時的軸向切削力非常大，因此毛刺現象嚴重，孔的加工質量難以滿足人們的需求。為提高加工孔洞的內表面質量，常常需要在傳統鉆孔加工之后進行磨削精加工。工業中磨削加工鈦合金時一般選用高強度、高硬度、高穩定性的砂輪，然而砂輪磨削會導致工件表面出現硬化現象；另一方面，由于鈦合金的化學活性高，與刀具材料的親合力極強，切屑極易粘結在刀具表面上，刀具與切屑摩擦會加速刀具的磨損。

此外，國內外還不斷研究鈦合金加工新技術，如鈦合金電解加工，鈦合金電解加工與其他加工方法相比較，可以達到較好的表面粗糙度，然而鈦合金電解加工容易在鈦表面形成鈍化膜，從而制約深小孔的加工。

除鈦合金電解加工之外，目前鈦合金上的孔洞多由電火花加工技術進行加工，然而電火花加工技術應用于鈦合金上時也存在缺陷：電火花加工過程中電極消耗劇烈，同時排屑困難，堵塞現象嚴重，從而嚴重損害其對材料的去除效率與誤差的修正能力，并使控制工藝更加復雜。

基于上述，人們亟需一種既能提高材料去除效率，又能降低工具損耗的鈦合金加工方法。

實用新型內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種等離子體氧化輔助磨削裝置，以解決現有技術中材料去除效率低下、工具損耗高的問題。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種等離子體氧化輔助磨削裝置，包括刀具、刀具驅動裝置、等離子體電源與電解液供給裝置，刀具驅動裝置包括一可繞自身軸心主動旋轉的驅動軸，驅動軸與刀具連接，等離子體電源用于向待加工的工件輸入等離子體電流，電解液供給裝置用于向工件的待加工表面供給電解液。

作為上述方案的進一步改進方式，刀具可沿驅動軸的軸向發生超聲振動。

作為上述方案的進一步改進方式，刀具驅動裝置為超聲電主軸。

作為上述方案的進一步改進方式，刀具進行超聲振動的頻率≥20KHz，振幅為1～50μm。

作為上述方案的進一步改進方式，等離子體電源的一端電極與刀具導通，另一端電極可與工件導通。

作為上述方案的進一步改進方式，等離子體電源的一端電極通過電刷與驅動軸導電連接，驅動軸與刀具導電連接。

作為上述方案的進一步改進方式，還包括數控加工中心，數控加工中心包括用于放置工件的工作臺，以及用于驅動刀具驅動裝置運動的驅動單元。

作為上述方案的進一步改進方式，工作臺上還設置有用于承接工件的動力計。